集積回路に対するスキャンベース攻撃手法と防御手法に関する研究

基于扫描的集成电路攻击方法与防御方法研究

• 批准号: 20J14466
• 负责人: 於久 太祐
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14466/
• 关键词: 集積回路; サイドチャネル攻撃; スキャンチェイン; スキャンベース攻撃; ハードウェア

本研究の目的は、集積回路（IC)の改竄や情報漏洩・不正使用を防ぎ、秘密情報を安全に保護できるICの設計である。近年は小型ICチップを搭載した製品（ICカードやIoTデバイス等）が多く存在し、秘密情報を安全に保護できるICチップが求められる。ICチップに強固な暗号アルゴリズムが安全な仕組みで実装されているとき、安全なICチップであると言える。よって,「暗号方式の脆弱性」と「実装方法の脆弱性」を解明する必要がある。集積回路の脆弱性の調査・解明では、各暗号方式のアルゴリズムに対して攻撃手法を提案することで実装される暗号アルゴリズムの脆弱性を調査している。調査ではハードウェア特有の脆弱性に注目している。計算機実験だけでなく、提案手法を用いて実回路へ攻撃回路の実装方法の脆弱性を調査する。「暗号方式の脆弱性」を解明するために、対応可能な暗号アルゴリズムの拡張や各暗号方式の脆弱性を解明する。対応可能な暗号アルゴリズムの拡張は、各アルゴリズムに対する攻撃を拡張し、各種暗号アルゴリズム方式に対する攻撃を提案する。攻撃に必要な最低限の前提条件を示すことで、安全な回路の設計手法を提示する。いづれもコンピュータでのシミュレートで実験する。「実装方法の脆弱性」を解明するために、対応可能な実装モデルの拡張や個別の実装方法の脆弱性を解明する。スキャンチェインから出力するデータを加工する実装モデルは多岐にわたる可能性がある。そのため対応可能な実装モデルの拡張では、個別のスキャンチェインの構造に対する個別のスキャンベース攻撃手法を拡張し、一般的な実装方法に対するスキャンベース攻撃手法として拡張する。実装方法の脆弱性の解明では、実装方法の脆弱性を解明する。攻撃に必要な最低限の前提条件を示すことで、安全な回路の設計手法を提示する。

本研究的目的是设计一种能够防止篡改、信息泄露和未经授权使用的集成电路（IC），并安全地保护机密信息。近年来，许多产品（IC卡、物联网设备等）都配备了小型IC芯片，需要能够安全保护机密信息的IC芯片。如果IC芯片具有以安全机制实现的强密码算法，则可以说它是安全的IC芯片。因此，有必要明确“密码系统的漏洞”和“实现方法的漏洞”。在调查和阐明集成电路的漏洞时，我们通过提出每种密码算法的攻击方法来调查所实现的密码算法的漏洞。该研究的重点是特定于硬件的漏洞。除了计算机实验之外，我们还将使用所提出的方法来研究实际电路中攻击电路的实现方法中的漏洞。为了阐明“密码方法的漏洞”，我们将扩展兼容的密码算法并阐明每种密码方法的漏洞。兼容密码算法的扩展扩展了针对每种算法的攻击，并提出了针对各种密码算法系统的攻击。通过展示攻击所需的最低先决条件，我们提出了一种设计安全电路的方法。所有实验均使用计算机模拟进行。为了澄清“实现方法中的漏洞”，我们扩展了兼容的实现模型并澄清了各个实现方法中的漏洞。可能存在多种用于处理从扫描链输出的数据的实现模型。因此，在扩展可支持的实现模型时，我们将针对单个扫描链结构的基于单个扫描的攻击方法进行扩展，并将其扩展为针对通用实现方法的基于扫描的攻击方法。在阐明实现方法的漏洞时，我们将阐明实现方法的漏洞。通过展示攻击所需的最低先决条件，我们提出了一种设计安全电路的方法。

项目成果

How to Reduce the Bit-width of an Ising Model by Adding Auxiliary Spins

如何通过添加辅助自旋来减小 Ising 模型的位宽

• DOI: 10.1109/tc.2020.3045112
• 发表时间: 2020
• 影响因子: 3.7
• 作者: Oku Daisuke;Tawada Masashi;Tanaka Shu;Togawa Nozomu
• 通讯作者: Togawa Nozomu

How to Reduce the Bit-width of an Ising Model by Adding Auxiliary Spins

如何通过添加辅助自旋来减小 Ising 模型的位宽

• DOI: 10.1109/tc.2020.3045112
• 发表时间: 2020
• 影响因子: 3.7
• 作者: Oku Daisuke;Tawada Masashi;Tanaka Shu;Togawa Nozomu
• 通讯作者: Togawa Nozomu